面向国产超算芯片的量子力学材料模拟高性能计算软件平台

发布时间: 2023-10-02

基本信息

合作方式：技术转让

成果类型：发明专利

行业领域：

电子信息技术

成果介绍

该成果是全球首个“芯片+云+链”的落地架构，解决危化品安全生产场景下的可信体系，打造软硬一体的危化品全流程闭环管理解决方案。以安全风险管理需求为导向，以安全监测-预警-处置为主线，利用物联网、大数据、人工智能、区块链等多种新型技术手段全面提升安全生产安全监测、事故预防和应急管理能力，全面覆盖人、机、料、法、环等多个维度安全管理，保障危化安全生产，提安全管控能力；提高政府应急部门监管水平和执法水平，降低安全事故概率，创新安全生产监管方式。建立覆盖政府、园区、企业的安全生产协同监管、风险管控、监控预警、应急管理体系。

成果亮点

***可用于大体系高精度基于第一性原理的材料模拟，助力产业研发。得益于PWDFT采用了先进的本征值求解算法LOBPGG/PPCG,并结合MPI/OPENMP等并行工具，实现了高速的并行计算，可以在数万个CPU核心上并行，并实现数万原子的大规模计算。相较而言，VASP仅能计算数百个原子体系。 2.软件计算精度更高，速度更快。团队开发的第一性原理计算软件从量子力学密度泛函理论出发，采用平面波基组将连续的非线性问题转化为有限维的问题。由此，在求解关键的Kohn-Sham方程时，连续的函数与算符都被表示为有限维向量与矩阵,加快理论模拟的计算速度。作为对比，使用GPU加速完成同样的任务，PWDFT比VASF的速度快上一个数量级。 3.软件操作简单，适用于从入门级到专业级所有用户群体使用。以KSSOLV为例，该软件使用解释性语言编写，语法简单，因而既便于第一性原理算法工作的开发,又可用于高等院校中量子力学相关课程的教学。

团队介绍

为突破关键软件“卡脖子”难题，实现第一性原理计算软件的国产化，罗骁博士团队潜心数十年，开发了适用于科研领域的大体系第一性原理材料模拟的PWDFT,专为超级计算机打造的高性能并行第一性原理材料模拟计算软件DGDFT,为个人家庭用户打造的适用于量子教育的KSSOLV,线性标度的第一性原理计算软件包DGDFT。基于自主研发的四大第一性原理计算软件，罗博士团队致力于打造面向国产超算芯片的第一性原理材料模拟平台，实现产业软硬件一体化集群销售、软件包销售、科研领域合作，研发合作及科普教育领域。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”工业互联网产业科技服务团 (中国计算机学会) 评价时间：2023-11-29

姚建民

苏州市科技服务中心

研究员

综合评价

面向国产超算芯片的量子力学材料模拟高性能计算软件平台是一项具有重要意义的科技成果。该平台基于国产超算芯片，能够高效地进行量子力学材料模拟计算，为新材料研发、药物设计等领域提供强有力的支持。该平台在技术上具有创新性和领先性，能够大幅提高计算效率和精度，降低计算成本，且具有广泛的应用前景和市场价值。该成果的研发团队具备深厚的专业背景和丰富的实践经验，对行业需求有深入的理解和把握。未来，该成果有望成为新材料研发等领域的重要工具，为我国科技事业的发展做出更大的贡献。

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